聲學專家談「混響」和「泛音」

聲學專家談“混響”和“泛音”

木板背景的樂器

在多種聲學現象中,有一些聲學效應在人耳聽來頗相似,分辨力不強的朋友甚至常常弄混。泛音和混響就是其中非常典型的兩個,該怎麼清晰地區分它們呢?接下來,“影音新生活”與大家一起學習學習。

1.1什麼是泛音?

泛音,英文稱為Harmonics。泛音是講一種音色,在絃樂的演奏技巧上最常用到的人工泛音為Touch fourth。一躍兩個八度音程,音脆如笛聲,細膩得讓人有一種不穩定的平衡感。除了發音體整體振動產生的最低的音是基音,以基音為標準,其餘1/2、1/3、1/4等各部分也是同時振動,是泛音。泛音的組合決定了特定的音色,並能使人明確地感到基音的響度。樂器和自然界裡所有的音都有泛音。

聲學專家談“混響”和“泛音”

湖北宜昌:指尖韻律 “琴聲”意長

舉個例子,一把琴拉出一個1000Hz的音,此時我們聽到的琴音包含了1000Hz的基音,以及一系列由2000Hz、3000Hz、4000Hz、5000Hz……直至10000Hz、11000Hz的泛音共同組成的泛音列。泛音從低向高音區延伸,有些樂器可以延伸到1萬Hz以上,甚至超出人耳的可聞音域。當然頻率越高的泛音,越為微弱。小提琴的高頻泛音是可以延伸到1萬Hz以上的,但1萬Hz以上的泛音能量已很微弱。

之所以會是這樣的情況,是因為存在“部分振動”的現象,也就是說當振動源(發聲源)在整體振動時,同時存在部分振動。 整體振動發出的是基音,而部分振動則發出一系列泛音

聲學專家談“混響”和“泛音”

可愛的電臺主持人說

1.2泛音的重要性有哪些?

每件樂器有著自己的泛音列特徵,而我們的耳朵正是靠這個來區分不同樂器的。一架鋼琴、一把小提琴、一把大提琴、一個SAX,奏出同樣的音,比方中央C,這時基音是一樣的,都是261.6Hz,那為什麼我們一聽就知道,這個C是鋼琴發出的,那個C音是小提琴的,這個是薩克斯的,那個是小號的?

就是因為每種樂器儘管在演奏同樣的基音,但它們整數倍的泛音列,比例是完全不同的。261.6 X 2,261.6 X 3,261.6 X 4那些頻率的泛音,各自的比例不同。所以同樣的基音,混合了不同特徵的泛音,得到的就是完全不同的音色: 鋼琴音色、小提琴音色、小號音色等等。電子琴就是靠模擬不同樂器泛音列的特徵,來模擬出很多樂器音色效果的。

聲學專家談“混響”和“泛音”

對Hi-Fi來講,難就難在準確地表現出這個泛音列。特別難表現準確的是高頻泛音列,比方1萬Hz以上的高頻,極高頻泛音。雖然這些位於高頻和極高頻的泛音能量十分微弱,但我們的耳朵就是敏感,能識別出這些微弱高頻泛音的缺失!所以一款Hi-Fi器材必須要有很寬的頻響幅度,特別是優異的高頻延伸以及平直的頻率響應,才能完整而準確地表現出樂器的泛音,使我們聽到更近真實的音色。

2.1什麼是“混響”?

聲學專家談“混響”和“泛音”

放大器

“混響”也被叫做“殘響”,指的是原始發聲源(比如一把小提琴)在停止發聲,即聲源停止振動之後,在一個空間裡,它之前發出的聲音會持續一定時間的現象。這個聲音持續的長短以及特徵,和這個“空間”是密切相關的。所以混響和樂器所處的空間的關係很大,而“泛音”與樂器所處的空間是毫無任何關係的!

聲學專家談“混響”和“泛音”

假如不存在這個“空間”,比方你在一望無際的野外拉琴,發出的聲音全部向四面八方散播出去了,除了因為地面作用會產生一點點“混響”之外(聲波接觸到地面後的反射),此時的“混響”是極其微弱的。假如一個人從飛機上跳下來,在空中歌唱,那他的歌聲是一丁點混響都沒有的。

而假如你在一間房間裡拉琴,那混響就非常明顯了。你聽到的琴聲,除了直接從琴絃傳到耳朵的所謂“直達聲”外,經過四周牆壁和地面反射而來的“反射聲”的成分是很大的。在你停止拉琴,琴絃徹底停止振動後,仍會存在混響造成的反射聲,直至聲波能量被空氣和牆壁吸收殆盡為止。

2.2“混響”的重要性有哪些?

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混音器控制板

大致來說,在一個空間內,混響的時間長短,和空間大小以及四周牆體的材料,關係密切。有些材料的牆體容易吸收聲波能量,這樣反射回的聲波就少;有些材料的牆體則很少吸收聲波,像鏡子一樣把多數聲波能量都彈回來,這樣反射回來的聲波就多,混響就強,混響時間就長。

對音樂演奏場所如音樂廳來說,存在一個最佳的混響時間,太短過太長都不好。太短的話聲音太“幹”,聽感不自然,而太長的話,就容易發混,清晰度下降。

聲學專家談“混響”和“泛音”

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聲學現象包羅萬象,滲透在人類和自然界的每一處、每一刻,或許因為太細微,或許因為太常見,而容易被人們忽略。作為影音愛好者,還是要掌握些基本的聲學常識,這樣才能更好更高水平的進行欣賞哦。


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